(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両進行方向に並ぶ複数の分割領域にそれぞれ対応する複数の受光部と、
前記複数の受光部が車両からのアップリンク情報を受信したときの受信信号を取得し、当該受信信号の受信強度のレベルを検出するレベル検出部と、
前記複数の受光部における受信信号の受信強度と、前記レベル検出部が検出する検出レベルとの関係が、前記受信強度の大小に関わらず当該受信強度及び検出レベルが共に０となる原点を通過する線形関係となるように前記検出レベルを補正する補正部と、
前記複数の受光部の内、互いに隣接する分割領域に対応する一対の受光部それぞれが前記アップリンク情報を受信したときの補正後の検出レベルをそれぞれ取得し、これら補正後の検出レベルの比率に基づいて、前記アップリンク情報を受信したときの前記車両の位置を特定する位置特定部と、を備えていることを特徴とする光ビーコン。
【請求項２】
前記位置特定部は、前記互いに隣接する分割領域に対応する一対の受光部それぞれの補正後の検出レベルの比率が所定の値となる受信位置を予め把握しておくことで、前記アップリンク情報を受信したときの前記車両の位置を特定する請求項１に記載の光ビーコン。
【請求項３】
前記補正部は、前記検出レベルを対数に変換するための演算を行うことで、前記受信強度に対して線形となるように補正する請求項１又は２に記載の光ビーコン。
【請求項４】
前記補正部は、補正前の前記検出レベルと、当該補正前の検出レベルから求められる補正後の前記検出レベルとが対応付けて登録されているテーブルを参照することで、前記検出レベルを補正する請求項３に記載の光ビーコン。
【請求項５】
車両進行方向に並ぶ複数の分割領域にそれぞれ対応する複数の受光部が車両からのアップリンク情報を受信したときの受信信号に基づいて行われる前記車両の位置の特定を、コンピュータに実行させるためのアップリンク受信位置特定プログラムであって、
前記複数の受光部における前記受信信号の受信強度のレベルを検出するレベル検出ステップと、
前記複数の受光部における前記受信信号の受信強度と、前記レベル検出ステップにおいて検出された検出レベルとの関係が、前記受信強度の大小に関わらず当該受信強度及び検出レベルが共に０となる原点を通過する線形関係となるように前記検出レベルを補正する補正ステップと、
前記複数の受光部の内、互いに隣接する分割領域に対応する一対の受光部それぞれが前記アップリンク情報を受信したときの補正後の検出レベルをそれぞれ取得し、これら補正後の検出レベルの比率に基づいて、前記アップリンク情報を受信したときの前記車両の位置を特定する位置特定ステップと、を備えていることを特徴とするアップリンク受信位置特定プログラム。
【請求項６】
車両進行方向に並ぶ複数の分割領域にそれぞれ対応する複数の受光部が車両からのアップリンク情報を受信したときの受信信号に基づいて、前記車両の位置を特定するアップリンク受信位置特定方法であって、
前記複数の受光部における前記受信信号の受信強度のレベルを検出するレベル検出ステップと、
前記複数の受光部における前記受信信号の受信強度と、前記レベル検出ステップにおいて検出された検出レベルとの関係が、前記受信強度の大小に関わらず当該受信強度及び検出レベルが共に０となる原点を通過する線形関係となるように前記検出レベルを補正する補正ステップと、
前記複数の受光部の内、互いに隣接する分割領域に対応する一対の受光部それぞれが前記アップリンク情報を受信したときの補正後の検出レベルをそれぞれ取得し、これら補正後の検出レベルの比率に基づいて、前記アップリンク情報を受信したときの前記車両の位置を特定する位置特定ステップと、を備えていることを特徴とするアップリンク受信位置特定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に搭載された車載機との間で光信号による双方向通信を行う、道路側に設置された光ビーコンが、車載機からのアップリンク受信位置を特定する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
路車間通信システムを利用した交通情報サービスとして、光ビーコン、電波ビーコン又はＦＭ多重放送を用いたいわゆるＶＩＣＳ（Vehicle Information and Communication System：（財）道路交通情報通信システムセンターの登録商標）が既に展開されている。
このうち、光ビーコンは、近赤外線を通信媒体とした光通信を採用しており、車載機との双方向通信が可能となっている。具体的には、車両の保持するビーコン間の旅行時間情報等を含むアップリンク情報が車載機からインフラ側の光ビーコンに送信され、逆に、渋滞情報、区間旅行時間情報、事象規制情報及び車線通知情報等を含むダウンリンク情報が光ビーコンから車載機に送信されるようになっている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
かかる光ビーコンを用いた路車間通信システムにより、例えば、通信領域内の特定位置（例えば車両進行方向の上流端）を車両（車載機）の位置と見立て、当該特定位置からその下流側の所定位置（例えば、信号機の手前に設けられた停止線）までの「距離情報」を第２のダウンリンク情報に含ませておき、この距離情報を受信した車載機により、当該距離情報を利用して、停止線の手前で強制停止するように車両を制動させたり、ドライバに停止や減速を促す報知を行ったりして、ドライバに対して安全運転支援を行う場合がある（例えば、特許文献２及び３参照）。
【０００４】
しかし、車載機からのアップリンク情報をより確実に受信するために、実際に運用されている光ビーコンでは、通信領域（特にアップリンク領域）が規格で規定された正式な範囲よりも広くなっていることが多い。
このように通信領域が広範であると、上記「距離情報」の始点となる通信領域内の特定位置と、車両が距離情報を受信した時点における実際の位置との差が大きくなる可能性が高く、距離情報の精度が低下する。
【０００５】
このため、この距離情報を利用した安全運転支援の精度も同様に低下し、例えば、安全運転支援制御によって、停止線の手前に停止させるように車両を制動したにも関わらず、停止線をオーバーして車両が停止するといった事態が起こりうる。
そこで、本出願人は、アップリンク領域を車両進行方向に分割した複数の分割領域として定義し、この車両進行方向に並ぶ複数の分割領域にそれぞれに対応してアップリンク情報を受信する複数の受光部を投受光器に設けた光ビーコンを既に提案している（例えば、特許文献４参照）。
【０００６】
各分割領域に対応する複数の受光部を有する光ビーコン（以下、「ＰＤ分割タイプ」（ＰＤはPhotodiodeの略）と称することがある。）を使用すれば、アップリンク領域が車両進行方向に比較的広く設定されていても、アップリンク領域を複数の分割領域に区分することで、個々の分割領域それぞれを車両進行方向に狭く設定することができる。
このため、各分割領域それぞれに「距離情報」の始点となる特定の代表点を精度よく設定することが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−２６８９２５号公報
【特許文献２】特開２００７−２９３６６０号公報
【特許文献３】特開２００７−３１７１６６号公報
【特許文献４】特開２００８−１８６３４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記ＰＤ分割タイプの光ビーコンにおいて、例えば、互いに隣接する分割領域それぞれに対応する一対の受光部（ＰＤ）による受信信号の受信強度のレベルを検出し、この受信強度を示す検出レベルの比率を算出すれば、アップリンク受信位置をより詳しく特定することができる（特許文献４の段落００６５〜００６６参照）。
このように、ＰＤ分割タイプの光ビーコンにおいて、アップリンク情報を受信したときの受信強度のレベルの比率を利用すれば、車両位置の特定精度を分割領域の長さ未満に高めることができる。
【０００９】
上記のように、隣接する分割領域の受光部それぞれの受信信号から検出される受信強度の検出レベルの比率を利用する際には、図１２に示すように、一方の受光部（第一の受光部）のレベルについては比較的低い値、他方の受光部（第二の受光部）のレベルについては比較的高い値を用いて両受光部の検出レベルの比率を求めることになる。
【００１０】
一方、上記受光部がアップリンク情報を受信したときの受信信号の受信強度（受光したときの光の強度）と、この受信信号に基づいて検出される、受信強度を示すレベル（検出レベル：光の強度を電圧変換した後の電圧値）とは、線形の関係にはなく、図１３（ａ）に示すように、受光部の受信強度の小さい範囲では、検出される検出レベルは、受信強度の増加に応じて緩やかに増加し、その後、ほぼ線形的に増加するように変化することが判っている。このため、受信強度の小さい領域では、線形関係にある領域と比較して、受信強度の上昇に対する検出レベルの上昇が鈍く現れる。この原因としては、受光部が受信した受信信号に基づいて受信強度のレベルを検出する際の信号処理にあると考えられる。
【００１１】
上記のように受光部の受信強度と、検出レベルとが完全な線形の関係でないこと、及び、隣接関係にある両受光部の検出レベルに差があることから、両受光部の検出レベルの比率は、同一の位置であるにも関わらず（位置に変化がなくても）、受光部の受信強度の大きさによって変化する場合がある。
図１３（ｂ）は、図１２中の点Ｐにおける、第一の受光部の受信強度に対する、両受光部の検出レベルの比率の変化を示す図である。図中、横軸は、第一の受光部の受信強度、縦軸は、検出レベル及び両受光部の検出レベルの比率を示している。
上述のように、受光部の受信強度と、検出レベルとが、完全な線形の関係でないため、図１３（ｂ）に示すように、同一の位置（点Ｐ）であっても、受光部の受光強度の変化によって、両受光部の検出レベルの比率に変化が生じる。
【００１２】
このため、アップリンク情報を送信する車載機の発光強度等の影響によって、その位置で想定していた受光部での受信強度と異なる場合、同一の位置であるにも関わらす、当該位置において予め想定していた検出レベルの比率とは異なる値となるおそれがある。このようなことから、上記従来の方法では、安定した精度で車両位置を特定できないおそれがあった。
【００１３】
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、分割領域におけるアップリンク受信位置を安定した精度で特定することができるＰＤ分割タイプの光ビーコン、プログラム、方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
（１）本発明の光ビーコンは、車両進行方向に並ぶ複数の分割領域にそれぞれ対応する複数の受光部と、前記複数の受光部が車両からのアップリンク情報を受信したときの受信信号を取得し、当該受信信号の受信強度のレベルを検出するレベル検出部と、前記複数の受光部における受信信号の受信強度と、前記レベル検出部が検出する検出レベルとの関係が、前記受信強度の大小に関わらず当該受信強度及び検出レベルが共に０となる原点を通過する線形関係となるように前記検出レベルを補正する補正部と、前記複数の受光部の内、互いに隣接する分割領域に対応する一対の受光部それぞれが前記アップリンク情報を受信したときの補正後の検出レベルをそれぞれ取得し、これら補正後の検出レベルの比率に基づいて、前記アップリンク情報を受信したときの前記車両の位置を特定する位置特定部と、を備えていることを特徴としている。
【００１５】
上記のように構成された光ビーコンによれば、複数の受光部における受信信号の受信強度と、レベル検出部における検出レベルとの関係が、受信強度の大小に関わらず当該受信強度及び検出レベルが共に０となる原点を通過する線形関係となるように検出レベルを補正する補正部を備えているので、レベル検出部が受信信号の受信強度のレベル（検出レベル）を検出する際の信号処理等によって、受光部における受信信号の受信強度と、検出レベルとの間が線形の関係ではない状態となったとしても、受信強度と検出レベルとが線形関係となるように検出レベルを適切に補正することができる。この結果、検出レベルの比率に基づいた分割領域におけるアップリンク受信位置の特定を安定した精度で行うことができる。
【００１６】
なお、ここで、受光部における受信信号の受信強度とは、受光部が受信した受信信号の信号強度の最大値を示すものとする。
また、上述の「受信強度及び検出レベルが共に０となる」とは、受信強度及び検出レベルが共に略０となる場合も含む。
【００１７】
（２）上記光ビーコンにおいて、アップリンク受信位置の特定を安定した精度で行うために、前記位置特定部は、前記互いに隣接する分割領域に対応する一対の受光部それぞれの補正後の検出レベルの比率が所定の値となる受信位置を予め把握しておくことで、前記アップリンク情報を受信したときの前記車両の位置を特定するものであってもよい。
【００１８】
（３）レベル検出器による受信信号の信号強度のレベルを検出する際の信号処理には、通常、ピークホールド回路が用いられる。このピークホールド回路は、パルス波形の入力信号を整流するためのダイオードを備えており、受信部における受信強度と、検出レベルとの間の関係は、このピークホールド回路が備えるダイオードの順方向の電圧−電流特性に依存していると考えられる。
ここで、ダイオードの順方向の電圧−電流特性は、指数関数によって近似できるため、前記補正部は、前記検出レベルを対数に変換するための演算を行うことで、前記受信強度に対して線形となるように補正することができる。
【００１９】
（４）さらに、前記補正部は、補正前の前記検出レベルと、当該補正前の検出レベルから求められる補正後の前記検出レベルとが対応付けて登録されているテーブルを参照することで、前記検出レベルを補正してもよい。
この場合、補正部は、検出レベルを補正するに当たって、テーブルを参照することで、逐次対数に変換するための演算を行うことなく、速やかに補正後の検出レベルを得ることができ、速やかに車両位置の特定を行うことができる。これにより、車両位置に関する情報を、当該情報が必要とされる限られた短時間の間に提供することができる。
【００２０】
（５）また、本発明に係るアップリンク受信位置特定プログラムは、車両進行方向に並ぶ複数の分割領域にそれぞれ対応する複数の受光部が車両からのアップリンク情報を受信したときの受信信号に基づいて行われる前記車両の位置の特定を、コンピュータに実行させるためのアップリンク受信位置特定プログラムであって、前記複数の受光部における前記受信信号の受信強度のレベルを検出するレベル検出ステップと、前記複数の受光部における前記受信信号の受信強度と、前記レベル検出ステップにおいて検出された検出レベルとの関係が、前記受信強度の大小に関わらず当該受信強度及び検出レベルが共に０となる原点を通過する線形関係となるように前記検出レベルを補正する補正ステップと、前記複数の受光部の内、互いに隣接する分割領域に対応する一対の受光部それぞれが前記アップリンク情報を受信したときの補正後の検出レベルをそれぞれ取得し、これら補正後の検出レベルの比率に基づいて、前記アップリンク情報を受信したときの前記車両の位置を特定する位置特定ステップと、を備えていることを特徴としている。
【００２１】
上記構成のプログラムによれば、上述のように、検出レベルの比率に基づいた分割領域におけるアップリンク受信位置の特定を安定した精度で行うことができる。
【００２２】
（６）また、本発明のアップリンク受信位置特定方法は、本発明の光ビーコンが行う特定方法に関するものであり、本発明の光ビーコンと同じ作用効果を奏する。
【発明の効果】
【００２３】
以上の通り、本発明によれば、分割領域におけるアップリンク受信位置を安定した精度で特定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施形態に係る路車間通信システムの全体構成を示すブロック図である。
【図２】光ビーコンの平面図である。
【図３】光ビーコンの通信領域を示す側面図である。
【図４】車載機とこれを搭載した車両の概略構成図である。
【図５】光受信部とビーコン制御機の回路構成の一例を示すブロック図である。
【図６】レベル検出回路の構成を示すブロック図である。
【図７】路車間通信の手順を示す概念図である。
【図８】車両進行方向を横軸とした場合の各受光部の検出レベルの分布図である。
【図９】補正テーブルの一例を示す図である。
【図１０】受光部における受信強度と、補正前後の検出レベルとの関係の一例を示すグラフである。
【図１１】隣接関係にある一対の受光部の検出レベルが所定の比率に設定された中間位置における、一方の受光部の受信強度に対する両受光部の検出レベルの比率変化の一例を示すグラフである。
【図１２】隣接関係にある一対の受光部の検出レベルの分布図である。
【図１３】（ａ）は、従来の受光部における受信強度と、検出レベルとの関係の一例を示すグラフであり、（ｂ）は図１２中の点Ｐにおける、第一の受光部の受光強度に対する、両受光部の検出レベルの比率の変化を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態を説明する。
〔システムの全体構成〕
図１は、本発明の実施形態に係る路車間通信システムの全体構成を示すブロック図である。図１に示すように、本実施形態の路車間通信システムは、インフラ側の交通管制システム１と、道路Ｒを走行する車両Ｃ（図３参照）に搭載された車載機２とを備えている。
交通管制システム１は、管制室に設けられた中央装置３と、道路Ｒの各所に多数設置された光ビーコン（光学式車両感知器）４とを有している。光ビーコン４は、近赤外線を通信媒体とした光通信によって車載機２との間で双方向通信を行う。
【００２６】
〔光ビーコンの構成〕
光ビーコン４は、電話回線等の通信回線５を介して中央装置３と接続された通信インタフェースである通信部６と、この通信部６が接続されたビーコン制御機７と、このビーコン制御機７のセンサ用インタフェースに接続された複数（図例では４つ）のビーコンヘッド（投受光器）８とを備えている。
各ビーコンヘッド８は、フォトダイオード（ＰＤ）により構成される複数の受光部９と、発光ダイオード（ＬＥＤ）により構成される投光部１０とを有し、これらは筐体の内部に収納されている（図３参照）。
【００２７】
上記投光部１０は、近赤外線よりなるダウンリンク光ＤＯ（ダウンリンク情報３４，３６を構成する光信号）を後述する通信領域Ａに投光（送信）する。
また、複数の受光部９は、車載機２からの近赤外線よりなるアップリンク光ＵＯ（アップリンク情報３５を構成する光信号）を受光（受信）するものであり、それぞれ、後述するアップリンク領域ＵＡの各分割領域ＵＡ１〜ＵＡ４に対応して設けられている。
【００２８】
図２は、光ビーコン４の平面図である。
図２に示すように、本実施形態の光ビーコン４は、同じ方向の複数（図例では４つ）の車線Ｒ１〜Ｒ４を有する道路Ｒに設置されており、各車線Ｒ１〜Ｒ４に対応して設けられた複数のビーコンヘッド８と、これらビーコンヘッド８を一括制御する制御部である一台の前記ビーコン制御機７とを備えている。
【００２９】
上記ビーコン制御機７は、ＣＰＵ、メモリ（ＲＡＭ）及び記憶装置（ＲＯＭ）を有するプログラマブルなマイコンよりなり、通信部６（図１参照）による中央装置３との双方向通信と、ビーコンヘッド８による車載機２との路車間通信を行う通信制御部４９としての機能を有する。
なお、このビーコン制御機７と車載コンピュータ２６とによる路車間通信の内容（図７）については後述する。
【００３０】
ビーコン制御機７は、所定の各機能を実行するコンピュータプログラムを自己の記憶装置４８（図５参照）に格納している。このプログラムが実行する機能部分には、路車間通信に関する上記通信制御部４９と、車載機２からのアップリンク光ＵＯを受光した瞬間の車載機２の位置（以下、「アップリンク受信位置」という。）を特定するための位置特定部５０と、受光部９がアップリンク情報を受信したときの受信信号から検出される検出レベルを補正する補正部５１とが含まれている（図１、図２及び図４参照）。
なお、上記位置特定部５０、及び補正部５１が行う処理内容についても後述する。
【００３１】
ビーコン制御機７は、道路脇に立設した支柱１３に設置されている。各ビーコンヘッド８は、支柱１３から道路Ｒ側に水平に架設した架設バー１４に取り付けられ、道路Ｒの各車線Ｒ１〜Ｒ４の直上に配置されている。
各ビーコンヘッド８の投光部１０は、各車線Ｒ１〜Ｒ４の直下よりも車両進行方向の上流側に向けて近赤外線を発光しており、これにより、車載機２との間で路車間通信を行うための通信領域Ａが当該ヘッド８の上流側に設定されている。
【００３２】
〔通信領域について〕
図３は、光ビーコン４の通信領域Ａを示す側面図である。
図３に示すように、光ビーコン４の通信領域Ａは、車載機２の投受光器である車載ヘッド２７がダウンリンク情報を受信できるダウンリンク領域（図３において実線のハッチングを設けた領域）ＤＡと、光ビーコン４のビーコンヘッド８が車載ヘッド２７からのアップリンク情報を受信できるアップリンク領域（図３において破線のハッチングを設けた領域）ＵＡとからなる。
【００３３】
図３において、ダウンリンク領域ＤＡは、ビーコンヘッド８の投受光位置ｄ、道路面から１．０ｍレベルの位置ａ及びｃを頂点とする△ｄａｃで示された範囲であり、アップリンク領域ＵＡは、投受光位置ｄ、道路面から１．０ｍレベルの位置ｂ及びｃを頂点とする△ｄｂｃで示された範囲である。
従って、ダウンリンク領域ＤＡとアップリンク領域ＵＡの上流端ｃは互いに一致し、アップリンク領域ＵＡは、ダウンリンク領域ＤＡの車両進行方向の上流部分（図３の右側部分）と重複している。また、ダウンリンク領域ＤＡの車両進行方向長さは通信領域Ａ全体の同方向長さと一致している。
【００３４】
光ビーコン（光学式車両感知器）４の「近赤外線式インタフェース規格」によれば、ダウンリンク領域ＤＡ及びアップリンク領域ＵＡの正式な領域寸法が規定されている。
一般道向けの光ビーコン４の場合には、アップリンク領域ＵＡの上流端ｃは、路面から１ｍの高さ位置においてヘッド直下から約６．０４ｍとされ、アップリンク領域ＵＡの下流端ｂは、同高さ位置に置いてヘッド直下から３．４ｍとされている。従って、正式な通信領域Ａの車両進行方向の全長（ｂｃ間の長さ）は約３．６ｍとなる。
【００３５】
本実施形態のアップリンク領域ＵＡは、当該領域ＵＡを車両進行方向に複数（図例では４つ）に分割してなる分割領域ＵＡ１〜ＵＡ４よりなる。
ビーコンヘッド８に設けられた４つの受光部９（ＰＤ１〜ＰＤ４）は、それぞれアップリンク領域ＵＡの各分割領域ＵＡ１〜ＵＡ４を受光領域としている。従って、例えば、最も上流側に位置する分割領域ＵＡ４内で車載ヘッド２７から送信されたアップリンク光ＵＯは、主として分割領域ＵＡ４に対応するＰＤ４によって受光される。
【００３６】
〔車載機及び車両の構成〕
図４は、光ビーコン４と路車間通信する車載機２と、この車載機２が搭載された車両Ｃの概略構成図である。
図４に示すように、この車両Ｃは、ドライバの搭乗席（図示せず）を有する車体２１と、この車体２１に搭載された車載機２と、車両Ｃの各部を統合制御する電子制御装置（ＥＣＵ）２２と、車体２１を駆動するエンジン２３と、車体２１を制動するブレーキ装置２４と、車両Ｃの現時の速度を常時検出している速度検出器２５とを備えている。
【００３７】
ＥＣＵ２２は、ドライバのアクセル操作に基づくエンジン２３の駆動制御や、ブレーキ操作に基づく制動制御等、車両Ｃに対する各種の制御を行う。
車載機２は、車載コンピュータ２６と、このコンピュータ２６のセンサ用インタフェースに接続された車載ヘッド（投受光器）２７と、搭乗席のドライバに対するヒューマンインタフェースとしてのディスプレイ２８及びスピーカ装置２９とを備えている。
【００３８】
上記車載ヘッド２７は、光ビーコンの投受光器８と同様に、発光ダイオード（ＬＥＤ）からなる投光部とフォトダイオードからなる受光部とを備えている（図示せず）。
投光部は、近赤外線よりなるアップリンク光ＵＯ（アップリンク情報３５）を送信し、受光部は、通信領域Ａに発光された近赤外線よりなるダウンリンク光ＤＯ（ダウンリンク情報３４，３６）を受光する。
【００３９】
車載コンピュータ２６は、ＣＰＵ、メモリ（ＲＡＭ）及び記憶装置（ＲＯＭ）を有するプログラマブルなマイコンよりなり、車載ヘッド２７による光ビーコン４との路車間通信の制御処理を行う。
また、車載コンピュータ２６は、所定の各機能を実行するプログラムを記憶装置に格納しており、このプログラムが実行する機能部として、距離認識部３０及び支援制御部３２を備えている。なお、これらの各機能部３０，３２の処理内容については後述する。
【００４０】
〔ビーコン制御機等の回路構成〕
図５は、光ビーコン４の光受信部とビーコン制御機７の回路構成の一例を示すブロック図である。
光ビーコン４の光受信部は、上記ＰＤ１〜ＰＤ４と、これらが出力する信号を増幅する複数の増幅回路４２と、この増幅回路４２の後段側の加算器４３と、コンパレータ４４及びレベル検出回路４６とを備えており、これらの回路又は素子は、各車線Ｒ１〜Ｒ４に対応する複数のビーコンヘッド８にそれぞれ搭載されている。
【００４１】
図５において、４つの受光部９（ＰＤ１〜ＰＤ４）は、それぞれが互いに独立して機能するフォトダイオードを近接させてビーコンヘッド８に配置されている。各受光部９は、それぞれ路側の分割領域ＵＡ１〜ＵＡ４に対応している。
４つの受光部９（ＰＤ１〜ＰＤ４）のうち、ＰＤ１は、通信領域Ａ中の最も下流側の分割領域（最終分割領域）ＵＡ１に対応しており、ＰＤ２〜ＰＤ４は、それぞれ、下流側から２番目、３番目及び４番目の分割領域ＵＡ２〜ＵＡ４に対応している。
【００４２】
ＰＤ１〜ＰＤ４は、路側に位置する車載機２からのアップリンク光ＵＯ（アップリンク情報３５）を受光（受信）すると、それに応じた受信信号を出力する。
ここで、アップリンク光ＵＯは、各種情報についてパルス振幅変調した信号として送信される。従って、このアップリンク光ＵＯを受信したＰＤ１〜ＰＤ４は、上記パルス信号を電流変化として表した受信信号を出力する。
【００４３】
なお、ＰＤ１〜ＰＤ４は、独立した基板からなるフォトダイオードを複数並べて配置したものであってもよいし、単一の基板上に、互いに独立して機能する素子を複数並べて配置したものであってもよい。
【００４４】
増幅回路４２は、ｎ型ＭＯＳＦＥＴ等よりなる増幅素子や、この素子の出力を更に増幅する複数のオペアンプ等を含み、ＰＤ１〜ＰＤ４が出力する受信信号を例えば１万〜１０万倍オーダで増幅する。
【００４５】
増幅回路４２の出力側は単一の加算器４３に接続され、この加算器４３の出力側にはコンパレータ４４が接続されている。
各増幅回路４２から出力される受信信号は、それぞれ同一の情報を持った信号であり、加算器４３で重畳され１つの受信信号に平均化される。さらに、加算器４３により平均化された受信信号は、コンパレータ４４によってデジタル信号に変換されてビーコン制御機７のプロセッサ４５に送られる。プロセッサ（ＣＰＵ）４５は、コンパレータ４４から送られるデジタル信号からアップリンク情報３５に含まれるデータ信号や通信制御信号を抽出する。
【００４６】
また、各増幅回路４２の出力側にはそれぞれレベル検出回路４６が接続されている。レベル検出回路４６は、ＰＤ１〜ＰＤ４がアップリンク情報を受信したときの受信信号を取得し、当該受信信号の受信強度のレベルを検出する。
【００４７】
より具体的に、レベル検出回路４６は、増幅回路４２を介して取得するＰＤ１〜ＰＤ４からの受信信号における受信強度の最大値（ピークレベル）を検出し、そのピークレベルを保持した信号を、受信強度のレベルを示す信号としてＡ／Ｄコンバータ４７に出力する。
なお、以下の説明では、受光部における受信信号の受信強度の最大値を、受光部における受信信号の信号強度と呼ぶものとする。
【００４８】
図６は、レベル検出回路４６の構成を示すブロック図である。レベル検出回路４６は、バッファ回路６０、ローパスフィルタ６１、ピークホールド回路６２、及び、増幅回路６３を備えている。
バッファ回路６０は、オペアンプ６０ａを備えており、当該バッファ回路６０の前段と、後段との間のインピーダンス整合のために設けられている。ローパスフィルタ６１は、受信信号の高周波成分をカットするために設けられている。
【００４９】
ピークホールド回路６２は、上述のようにパルス信号である受信信号を整流するためのダイオード６２ａを有し、その後段に並列に配置されたコンデンサ６２ｂ及び抵抗器６２ｃを有しており、いわゆる包絡線検波回路を構成している。上述したように、レベル検出回路４６に入力される受信信号はパルス信号であり、ピークホールド回路６２は、受信信号の包絡線検波を行うことで、ＰＤ１〜ＰＤ４それぞれの受信信号から受信強度のレベルを検出し、検出した検出レベルを検波信号として出力する。
【００５０】
増幅回路６３は、オペアンプ６３ａを備えており、ピークホールド回路６２が出力する検波信号を増幅し、Ａ／Ｄコンバータ４７に出力する。
【００５１】
図５に戻って、各レベル検出回路４６が出力する、受信信号の検出レベルを示す検波信号は、Ａ／Ｄコンバータ４７によってデジタル信号に変換され、ビーコン制御機７のプロセッサ４５に与えられる。
【００５２】
プロセッサ４５は、Ａ／Ｄコンバータ４７からの検波信号からＰＤ１〜ＰＤ４それぞれの検出レベルＶ１〜Ｖ４を取得し、これら検出レベルＶ１〜Ｖ４の補正を行う。この補正の内容については、後に詳述する。
プロセッサ４５は、補正後の検出レベルＶ１〜Ｖ４を所定の閾値と比較した結果と、補正後の検出レベルＶ１〜Ｖ４間の比率とに基づいて、アップリンク光ＵＯをアップリンク領域ＵＡ内のどの位置で受光したかを特定することができる。
従って、プロセッサ４５は、記憶装置４８に格納されたコンピュータプログラムを実行することで、路車間通信の際の通信制御機能だけでなく、上記検出レベルＶ１〜Ｖ４の補正機能や、検出レベルに基づくアップリンク受信位置の特定機能の機能実現手段となる。
【００５３】
記憶装置４８には、上記各機能に関するコンピュータプログラムが格納されているとともに、ＰＤ１〜ＰＤ４がアップリンク光ＵＯを受光しているか否かを判定するための閾値Ｔｈ１〜Ｔｈ４、検出レベルＶ１〜Ｖ４の補正に用いる補正テーブル４８ａ等を記憶している。
つまり、プロセッサ４５及び記憶装置４８は、検出レベルＶ１〜Ｖ４を補正するための補正部５１、及び、補正後の検出レベルに基づいてアップリンク受信位置を特定する前記位置特定部５０（図１、図２及び図４参照）を構成している。
【００５４】
なお、プロセッサ４５は、アップリンク情報３５に含まれるデータ信号や、特定した車載機２からのアップリンク受信位置に関する情報、通信部６を介して中央装置３から与えられる情報等に基づいて、車載機２に送信すべき情報を生成することができる。
【００５５】
〔路車間通信の内容（通信制御部の処理内容）〕
図７は、通信領域Ａにおいて、ビーコンヘッド８と車載ヘッド２７との間で行われる双方向での路車間通信の手順を示している。以下、図７を参照しつつ、本実施形態の路車間通信の内容を説明する。
【００５６】
まず、光ビーコン４のビーコン制御機７（通信制御部４９）は、各車線Ｒ１〜Ｒ４に対応するビーコンヘッド８から、ダウンリンクの切り替え前の第１情報として、車線通知情報を含む第１のダウンリンク情報３４を、各車線Ｒ１〜Ｒ４のダウンリンク領域ＤＡに所定の送信周期で常に送信し続けている（図７のＦ１）。
なお、この段階では、車線通知情報には未だ車両ＩＤは格納されていない。
【００５７】
車載機２を搭載した車両Ｃが実際のダウンリンク領域ＤＡに進入すると、車載機２の車載ヘッド２７が車線通知情報（車両ＩＤ無し）を含む第１のダウンリンク情報３４を受信する。
この際、車載機２の車載コンピュータ２６は、当該車両Ｃが実際の通信領域Ａ内に存在していることを認識する。その後、車載コンピュータ２６は、アップリンク情報３５の送信を開始し（図７のＦ２）、このアップリンク情報３５をビーコンヘッド８に対して所定の送信周期（アップリンク送信周期）で送信する（図７のＦ３）。
【００５８】
車載コンピュータ２６は、車両Ｃの特定の車両ＩＤを上記アップリンク情報３５に格納して当該アップリンク情報３５を送信し、ビーコン間の旅行時間情報を有している場合には、この情報もアップリンク情報３５に含ませる。
また、車載コンピュータ２６は、光ビーコン４のビーコン制御機７がダウンリンクの切り替えを行ったことを認識するまで、当該アップリンク情報３５を送信し続ける。
【００５９】
一方、光ビーコン４のビーコンヘッド８がアップリンク情報３５受信すると（図７のＦ４）、ビーコン制御機７（通信制御部４９）は、ダウンリンクの切り替えを行い、第２情報として、車両ＩＤ情報を有する車線通知情報を含む第２のダウンリンク情報３６の送信を開始し（図７のＦ５）、この第２のダウンリンク情報３６の送信を所定時間内において可能な限り繰り返す（図７のＦ６）。
【００６０】
上記車線通知情報には、車線Ｒ１〜Ｒ４（図２）ごとに車両ＩＤを格納するフィールドがあり、各車両ＩＤに対して車線番号を付与することができる。
このため、異なる車線Ｒ１〜Ｒ４を走行する各車両Ｃの車載コンピュータ２６は、その格納フィールド内のいずれに自車両の車両ＩＤが含まれるかを判断することにより、自車両がどの車線Ｒ１〜Ｒ４を走行しているかを認識できる。
【００６１】
第２のダウンリンク情報３６には、車両ＩＤを含む車線通知情報の他に、渋滞情報、区間旅行時間情報、事象規制情報、及び、ドライバに対する安全運転支援のための支援情報等が含まれている。
この支援情報には、光ビーコン４より下流側の信号機の灯色が変わるタイミング情報である信号情報の他、位置特定部５０が特定したアップリンク光ＵＯの受信位置に基づく、アップリンク領域ＵＡからその下流側の所定位置（例えば、図７に示す停止線４０）までの距離に関する「距離情報」が含まれている。
【００６２】
図７に示すように、第２のダウンリンク情報３６は、単一又は複数の最小フレーム３７で構成されている。前記「近赤外線式インタフェース規格」によれば、この最小フレーム３７のデータ量は合計１２８バイトと規定され、ヘッダ部３８に５バイト、実データ部３９に１２３バイトが割り当てられている。
前記規格によれば、第２のダウンリンク情報３６は、１〜８０個の最小フレーム３７で構成することができ、送信可能時間は２５０ｍｓに設定されている。また、このダウンリンク情報３６は送信すべき情報量に対応した任意数の最小フレーム３７で構成され、上記送信可能時間の範囲内で繰り返し送信される。
【００６３】
最小フレーム３７の送信周期は約１ｍｓである。従って、例えば、３つの最小フレーム３７で一つのダウンリンク情報３６を構成する場合には、ダウンリンク情報３６の送信周期は約３ｍｓになるので、当該ダウンリンク情報３６は所定の送信可能時間（２５０ｍｓ）の間に約８０回繰り返して送信されることになる。
車載機２の車載コンピュータ２６は、第２のダウンリンク情報３６を受信した時点（図７のＦ７）で光ビーコン４でのダウンリンクの切り替えを認識し、この時点でアップリンク情報３５の送信を停止する。
【００６４】
〔安全運転支援の内容〕
上記距離情報を含む第２のダウンリンク情報３６を車載ヘッド２７が受信すると、車載コンピュータ２６の距離認識部３０（図４参照）は、そのダウンリンク情報３６のフレームに含まれている距離情報（図８のＬ−ＬＥＮ（ｋ））を、自車から停止線４０までの距離として認識する。なお、図８に示すように、「Ｌ」は基準位置Ｐｒから停止線４０までの距離であり、「ＬＥＮ（ｋ）」は基準位置Ｐｒから各代表点Ｌ０〜Ｌ９までの補正距離である。
【００６５】
車載コンピュータ２６の支援制御部３２は、距離認識部３０が認識した距離情報を利用してドライバに対する安全運転支援を行う。
例えば、支援制御部３２は、光ビーコン４から通知された停止線４０までの距離と、現時点の車両Ｃの走行速度とから、その停止線４０の手前で停止するための減速度（負の加速度）を算出し、その減速度をＥＣＵ２２に通知する。
ＥＣＵ２２は、当該減速度となるようにブレーキ装置２４を作動させ、これにより、車両Ｃを停止線４０の手前で自動停止させることができる。
【００６６】
また、支援制御部３２の安全運転支援としては、ディスプレイ２８やスピーカ装置２９を用いたドライバに対する注意喚起であってもよい。
例えば、支援制御部３２により、停止線４０までの距離（Ｌ−ＬＥＮ（ｋ））をディスプレイ２８に表示させてもよい。また、現時の車両Ｃの走行速度が速すぎる場合には、支援制御部３２により、停車や減速を促す注意喚起をディスプレイ２８に表示させたり、その注意喚起をスピーカ装置２９から音声出力させたりしてもよい。
【００６７】
また、支援制御部３２は、第２のダウンリンク情報３６に含まれる信号情報を用いて安全運転支援を行うこともできる。
ここで、信号情報とは、交通信号機が表示する現在又は将来の信号灯色に関する情報を指し、各信号灯色の表示継続予定期間や表示する順序等に関する情報（表示予定情報）等を含む。例えば、「現在灯色が青信号で継続予定時間が５秒であり、次の灯色が黄信号で継続予定時間が２秒であり、その次の灯色が右折青矢印灯で継続予定時間１０秒である」といった情報である。
【００６８】
この信号情報を受信した車載コンピュータ２７の支援制御部３２は、停止線４０までの距離と車両Ｃの走行速度等から、停止線４０に到着するまでの所要時間を推定した上で、当該所要時間経過後の信号灯色を推定することができる。
そして、例えば、現在の信号灯色は青信号であるが、停止線４０に到着する時点で信号灯色が赤信号と予測されるような場合には、安全に停止線４０の手前で停止することができるように、車両Ｃを制動するための制御を行う。逆に、減速しなければ安全に交差点を通過できると判断できるような場合には、車両Ｃの速度を維持するための制御を行うことができる。
【００６９】
車両Ｃを制動したり速度を維持したりするため、支援制御部３２は、車両のブレーキ装置２４（図４）やアクセルに対して直接的に制御を行ってもよい。
また、支援制御部３２では単に制動や速度維持に関する情報を生成し、その情報をＥＣＵ２２に通知することによってＥＣＵ２２でブレーキ装置２４やアクセルを制御するものであってもよい。すなわち、支援制御部３２は、間接的な制御を行うものであってもよい。また、支援制御部３２は、車載装置の主導による制御のみならず、ブレーキアシストなど、ドライバの運転動作を補助する動作をしても良い。
【００７０】
支援制御部３２は、車両Ｃの搭乗者に対して、信号灯色の推定の結果を音声や画像情報によって通知するようにしても良い。例えば、「間もなく信号が変わるので停止すべきである」といった内容の音声をスピーカ装置２９からドライバに向けて発したり、ヘッドアップディスプレイやナビゲーション装置等のディスプレイ２８に文字や図柄で表示したりすることができる。
安全運転の支援については、不適切なタイミングや内容でドライバに情報を通知することのないようなヒューマンインタフェースとするため、例えば低速走行時には音声や画像表示による報知を行わないようにすることができる。
【００７１】
なお、信号情報は、現在表示している灯色とその継続時間だけとしても良いし、１サイクル分の情報をまとめて提供するようにしても良い。また、これらの情報に加えて、地点感応制御を実施している地点では、当該制御に関するパラメータ情報や制御を実施する時間帯の情報等を含ませても良い。
また、信号情報は、光ビーコンから取得するものであってもよいし、光ビーコン以外のインフラ装置等から取得するものであってもよい。
【００７２】
後者の場合、例えば、信号機の信号制御機が無線通信機を備えている場合には、当該無線通信機から取得してもよいし、前記信号情報を取得した先行車両から車々間通信によって取得してもよい。信号情報を受信する信号情報受信部は、車載ヘッド２７を用いてもよいし、車載機２に備えた別の受信器であってもよい。
【００７３】
〔細分エリアとその代表点〕
図８は、車両進行方向を横軸とした場合の各受光部９（ＰＤ１〜ＰＤ４）の検出レベルＶ１〜Ｖ４の分布図である。
まず、図８における各記号の意味を説明すると、次の通りである。
Ｖ１：ＰＤ１の検出レベル（ＰＤの受信信号より検出された受信強度のレベル：ｍＶ）
Ｖ２：ＰＤ２の検出レベル（ＰＤの受信信号より検出された受信強度のレベル：ｍＶ）
Ｖ３：ＰＤ３の検出レベル（ＰＤの受信信号より検出された受信強度のレベル：ｍＶ）
Ｖ４：ＰＤ４の検出レベル（ＰＤの受信信号より検出された受信強度のレベル：ｍＶ）
【００７４】
Ｔｈ１：ＰＤ１用の閾値（ｍＶ）
Ｔｈ２：ＰＤ２用の閾値（ｍＶ）
Ｔｈ３：ＰＤ３用の閾値（ｍＶ）
Ｔｈ４：ＰＤ４用の閾値（ｍＶ）
【００７５】
Ｐｒ：道路Ｒ上の基準位置（ヘッド直下位置Ｈから上流側に５ｍ）
Ｐ０：ビーコン下流側の所定位置（停止線４０の位置）
Ｌ  ：ＰｒからＰ０までの道程距離
Ａｊ：各ＵＡｉ（ｉ＝１〜４）を細分した細分エリア（ｊ＝１，２……１０）
Ｌｋ：各Ａｊに定義した代表点（ｋ＝０，２……９）
【００７６】
ここで、図８に示すように、ビーコンヘッド８に実装されたＰＤ１〜ＰＤ４の検出レベルＶ１〜Ｖ４（ＰＤ電圧：ｍＶ）は、車両進行方向を横軸とすると、裾野が広がった左右対称のほぼ山型の分布になり、隣接するＰＤｉ同士では、互いに重複するようになる。
また、ビーコンヘッド８が傾いていない場合（すなわち、水平に設置されている場合）には、ビーコンヘッド８から遠いほどアップリンク光ＵＯの強度が低下するので、下流側ほどＰＤ電圧が高く、Ｖ１〜Ｖ４の順でＰＤ電圧の値が次第に小さくなる。
【００７７】
そこで、本実施形態では、検出レベルＶ１〜Ｖ４の上記分布特性を利用して、ＵＡｉの境界位置と、各境界位置間の距離を所定の細分数Ｎで細分した細分エリアＡｊを新たに定義し、各ＰＤｉの検出レベルＶ１〜Ｖ４によって特定可能な位置標定の分解能を増大させている。
すなわち、各分割領域の「境界位置」をＶｉ＝Ｖｉ＋１となる位置（図８のＬ２，Ｌ５，Ｌ８）とし、この境界位置間の距離を更に分割した細分エリアＡｊを定義している。
【００７８】
具体的には、互いに隣接する分割領域それぞれに対応する一対のＰＤｉ，ＰＤｉ＋１の検出レベルＶｉ，Ｖｉ＋１が一定の比率ｍ１／ｍ２又はその逆数ｍ２／ｍ１となる中間位置を定義し、これらの中間位置を境界として各分割領域を細分している。
なお、以下では、互いに隣接する分割領域それぞれに対応する一対のＰＤｉ，ＰＤｉ＋１を、隣接関係にある一対のＰＤｉ，ＰＤｉ＋１ともいう。
例えば、図８の例では、上記の比率ｍ１／ｍ２が例えば５／１になっており、Ｖ４／Ｖ３＝５／１となる中間位置がＬ９となっている。最も上流側の分割領域であるＵＡ４は、この中間位置Ｌ９を境界として、Ａ１とＡ２の２つのエリアに細分されている。
【００７９】
また、Ｖ４／Ｖ３＝１／５となる中間位置がＬ７であり、Ｖ３／Ｖ２＝５／１となる中間位置がＬ６となっている。上流側から２番目の分割領域であるＵＡ３は、これら２つの中間位置Ｌ７，Ｌ６を境界として、Ａ３〜Ａ５までの３つのエリアに細分されている。
同様に、Ｖ３／Ｖ２＝１／５となる中間位置がＬ４であり、Ｖ２／Ｖ１＝５／１となる中間位置がＬ３となっている。上流側から３番目の分割領域であるＵＡ２は、これら２つの中間位置Ｌ４，Ｌ３を境界として、Ａ６〜Ａ８までの３つのエリアに細分されている。
【００８０】
更に、Ｖ２／Ｖ１＝１／５となる中間位置がＬ１となっている。最も下流側の分割領域であるＵＡ１は、この中間位置Ｌ１を境界として、Ａ９とＡ１０の２つのエリアに細分されている。
このように、隣接する分割領域に対応する検出レベルＶｉ，Ｖｉ＋１の比率を利用すれば、分割領域の長さ未満の細分エリアＡｊを各分割領域内に定義することができ、分割領域を更に細かい長さのエリアに細分することができる。
【００８１】
また、本実施形態では、各Ａｊ（ｊ＝１，２……１０）の下流端位置を当該エリアの代表点と定義している。すなわち、図８の例で説明すると、Ａ１の代表点はＬ９、Ａ２の代表点はＬ８、Ａ３の代表点はＬ７、…（中略）…Ａ１０の代表点はＬ０である。
本実施形態のビーコン制御機７は、上記各代表点Ｌ０〜Ｌ９の位置（具体的には、基準位置Ｐｒから各代表点Ｌ０〜Ｌ９までの補正距離ＬＥＮ（ｋ）：ｋ＝０，１……９）を予め記憶装置４８に記憶している。
【００８２】
なお、ビーコン制御機７の記憶装置４８に、補正距離ＬＥＮ（ｋ）を記憶させるデータ入力作業は、例えば次のようにして行われる。
１）  検出レベルＶ１〜Ｖ４をモニタリングしながら、一定レベルのアップリンク光ＵＯを発光する模擬車載機２を搭載した台車を、アップリンク領域ＵＡの上流端よりも十分に上流側の地点からビーコン直下点Ｈに向かってゆっくり走行させる。
２）  Ｖ４がＴｈ４を超えた状態で、Ｖ３／Ｖ４＝１／５となる位置Ｌ９を探索し、この位置Ｌ９からＰｒまでの補正距離ＬＥＮ（９）を記憶装置４８に入力する。
【００８３】
３）  Ｖ４がＴｈ４を超えた状態で、Ｖ３／Ｖ４＝１となる位置Ｌ８を探索し、この位置Ｌ８からＰｒまでの補正距離ＬＥＮ（８）を記憶装置４８に入力する。
４）  Ｖ３がＴｈ３を超えた状態で、Ｖ３／Ｖ４＝５／１となる位置Ｌ７を探索し、この位置Ｌ７からＰｒまでの補正距離ＬＥＮ（７）を記憶装置４８に入力する。
以下同様に、隣接するＰＤｉ間の検出レベルの比率に基づいて残りの位置Ｌ６〜Ｌ１を探索し、これら位置Ｌ６〜Ｌ１からＰｒまでの補正距離ＬＥＮ（ｋ）（ｋ＝６，５……１）を、それぞれ記憶装置４８に入力する。
５）  Ｖ１は最下流側に位置するＵＡ１に対応するＰＤ１の検出レベルであり、検出レベルの比率を利用した位置Ｌ０の特定ができないので、Ｖ１がＴｈ１（＝Ｖｄｆ）と同値になる位置Ｌ０を探索し、この位置Ｌ０からＰｒまでの補正距離ＬＥＮ（０）を記憶装置４８に入力する。
【００８４】
〔アップリンク受信位置の特定方法〕
ビーコン制御機７の位置特定部５０は、上述の受光レベルに対する閾値、及び、隣接関係にあるＰＤｉ，ＰＤｉ＋１の中間位置を定める、検出レベルＶｉ，Ｖｉ＋１の比率ｍ１／ｍ２又はその逆数ｍ２／ｍ１といった値を判定基準として、いずれか１つのＡｊの代表点Ｌｋを選択し、選択した代表点Ｌｋを、車両Ｃから通信領域Ａでアップリンク光ＵＯを受信した位置（アップリンク受信位置）として特定する。
【００８５】
具体的には、Ｖ４≧Ｔｈ４でかつｍ１／ｍ２≦Ｖ４／Ｖ３の場合には、アップリンク受信位置がＡ１の範囲にあると見なせるので、位置特定部５０は、Ａ１の代表点Ｌ９をアップリンク受信位置として特定する。
また、Ｖ４≧Ｔｈ４でかつ１≦Ｖ４／Ｖ３＜ｍ１／ｍ２である場合には、アップリンク受信位置がＡ２の範囲にあると見なせるので、位置特定部５０は、Ａ２の代表点Ｌ８をアップリンク受信位置として特定する。
【００８６】
更に、Ｖ３≧Ｔｈ３でかつｍ２／ｍ１≦Ｖ４／Ｖ３＜１である場合には、アップリンク受信位置がＡ３の範囲にあると見なせるので、位置特定部５０は、Ａ３の代表点Ｌ７をアップリンク受信位置として特定する。
【００８７】
位置特定部５０は、以下同様にして、各細分エリアについて、隣接関係にある一対のＰＤｉ，ＰＤｉ＋１の中間位置を定める、検出レベルＶｉ，Ｖｉ＋１の比率といった値を判定基準として、そのＡｊに対応する１つの代表点Ｌｋをアップリンク受信位置として特定する。
【００８８】
〔距離の補正処理と車両への通知〕
ビーコン制御機７の位置特定部５０は、代表点Ｌｋを特定することによって補正距離ＬＥＮ（ｋ）が判明すると、道程距離Ｌからその補正距離ＬＥＮ（ｋ）を減算した実距離（＝Ｌ−ＬＥＮ（ｋ））を演算し、この実距離をビーコン制御機７に通知する。
ビーコン制御機７は、通知された実距離（＝Ｌ−ＬＥＮ（ｋ））を、距離情報として第２のダウンリンク情報３６の送信フレームに格納し、この送信フレームをビーコンヘッド８から繰り返し送出する。
【００８９】
例えば、図８に示すように、実際のアップリンク光ＵＯがＡ４で送信されたとすると、位置特定部５０は、道程距離Ｌから補正距離ＬＥＮ（６）を減算した（Ｌ−ＬＥＮ（６））の値を出力し、通信制御部４９はその値を第２のダウンリンク情報３６に格納する。
なお、この場合、Ａ４の代表点Ｌ６と実際のアップリンク受信位置との間には、最大でＡ４のエリア長さに相当する誤差βが含まれる。
【００９０】
しかし、本実施形態では、ＵＡ３を３分割することによってＡ４のエリア長さを約３０ｃｍ程度まで短縮しているので、誤差βの大きさ自体に特に問題はないし、Ａ４の代表点として当該Ａ４の下流端位置Ｌ６を採用しているので、車両Ｃ側には、必ず真の距離よりもやや短めの、安全側に若干シフトした距離情報が通知される。
このため、上記の実距離に基づいて車載機２が安全運転支援を行っても、車両Ｃが停止線４０をオーバーランする等の支障が発生することはない。
【００９１】
また、本実施形態において、ビーコン４側では距離の補正演算を行わず、道程距離Ｌと補正距離ＬＥＮ（ｋ）の双方をダウンリンク情報３６に格納し、実距離を演算する補正処理を車両Ｃ側で行わせることにしてもよい。
或いは、車両Ｃが道程距離Ｌを予め記憶している場合には、補正距離ＬＥＮ（ｋ）だけをダウンリンク情報３６に格納し、実距離を演算する補正処理を車両Ｃ側で行わせることにしてもよい。
【００９２】
〔検出レベルの補正について〕
本実施形態のプロセッサ４５は、上述したように、レベル検出回路４６が検出した、ＰＤ１〜ＰＤ４それぞれの検出レベルＶ１〜Ｖ４を取得すると、これら検出レベルＶ１〜Ｖ４それぞれについて補正を行い、補正した検出レベルＶ１〜Ｖ４に基づいて、アップリンク受信位置を特定する。
【００９３】
ここで、上記従来例で述べたように、光ビーコン４において、ＰＤ１〜ＰＤ４が出力する受信信号の受信強度と、レベル検出回路４６が検出する検出レベルとは、線形関係にはないことが判っており、このような場合、受光部における受信強度の変化によって、両受光部の検出レベルの比率に変化が生じる（図１３（ｂ））。
このため、アップリンク情報を送信する車載機の発光強度等の影響によって、その位置で想定していた受光部での受信強度と異なる場合、同一の位置であるにも関わらず（位置に変化がなくても）、当該位置において予め想定していた検出レベルの比率とは異なる値となるおそれがある。これにより、安定した精度で車両位置を特定できないという問題が生じる。
【００９４】
そこで、本実施形態のプロセッサ４５（の補正部５１）は、ＰＤ１〜ＰＤ４における受信信号の受信強度と、レベル検出回路４６において検出される検出レベルとの関係が、線形関係となるように検出レベルを補正する。
【００９５】
ＰＤ１〜ＰＤ４が出力する受信信号の受信強度と、レベル検出回路４６が検出する検出レベルとの間の関係は、レベルを検出するレベル検出回路４６が有するピークホールド回路６２のダイオード６２ａに依存していると考えられる。
ダイオードの順方向の電圧−電流特性は、一般に、指数関数によって近似できるため、プロセッサ４５（の補正部５１）は、検出レベルを対数に変換するための演算を行うことで、受信強度に対して線形となるように補正することができる。
【００９６】
より具体的に、プロセッサ４５は、下記式に基づいて、検出レベルの補正を行う。なお、下記式中、Ｖｃｏｒｒは、補正後の検出レベル、Ｖｏｕｔは、補正前の検出レベルであり、ａ及びｂは、ダイオード個々の特性によって定まる定数である。
Ｖｃｏｒｒ  ＝  Ｖｏｕｔ  ＋  ａ×ｌｎ（Ｖｏｕｔ）  ＋  ｂ
【００９７】
プロセッサ４５は、上記式を用いて、受光部における受信信号の受信強度と、レベル検出回路４６における検出レベルとの関係が、受信強度の大小に関わらず当該受信強度及び検出レベルが共に０となる原点を通過する線形関係となるように、前記検出レベルを補正する。
上記定数ａ及び定数ｂは、予め、ダイオード６２ａの特性もしくは、補正前のレベル検出回路４６の検出レベルの検出特性等を把握することで求めておく。
なお、上述の「受信強度及び検出レベルが共に０となる」とは、受信強度及び検出レベルが共に略０となる場合も含む。
【００９８】
プロセッサ４５は、記憶装置４８に記憶された補正テーブル４８ａを参照することで、上記式に基づいた補正を行う。
図９は、補正テーブル４８ａの一例を示す図である。補正テーブル４８ａには、補正前の検出レベルの値と、この値を上記式に代入したときに求められる補正後の検出レベルの値とが対応付けて登録されている。図例では、補正前の検出レベルにおいて０ｍＶから１ｍＶ毎に登録され、本実施形態において予め想定される、検出レベルとして必要な値（補正後の検出レベルにおいて約５０００ｍＶ）を上限として登録されている。
【００９９】
プロセッサ４５は、ＰＤ１〜ＰＤ４の検出レベルＶ１〜Ｖ４を取得すると、補正テーブル４８ａを参照し、「補正前の検出レベル」の中から、取得した検出レベルに相当する値を特定し、その特定した値に対応付けられている補正後の検出レベルを取得する。
【０１００】
この場合、プロセッサ４５（の補正部５１）は、検出レベルを補正するに当たって、補正テーブル４８ａを参照することで、逐次上記式に関する演算を行うことなく、速やかに補正後の検出レベルを得ることができ、速やかに車両位置の特定を行うことができる。これにより、車両位置に関する情報を、当該情報が必要とされる限られた短時間の間に提供することができる。
【０１０１】
すなわち、車載機２による１回のアップリンク情報の送信時間は、データ量によって異なるが最小で約３ｍ秒であり、本実施形態の光ビーコン４は、その間に受光部が受光した受信信号の受信強度を元に位置標定を行う必要がある。
プロセッサ４５では、位置標定以外の他の処理を複数平行して行うため、位置標定に関する処理を無視する可能性がある。このため、１回のアップリンク情報の送信時間中に最低１０回位置標定の処理を行うように設定したとすると、１回当たりの位置標定の処理に用いる時間は、３００μ秒以下となる。
【０１０２】
プロセッサ４５は、この３００μ秒の間に、検出レベルの補正、検出レベルに基づいた位置標定の演算を行う必要がある。
仮に、プロセッサ４５が検出レベルの補正を、逐次上記式に値を代入して演算することによって行おうとすると、上記式には、対数演算が含まれるため、比較的長い時間を必要とする（約２ｍ秒）。このため、検出レベルの補正を逐次演算することで行うのは困難であった。
【０１０３】
この点、本実施形態では、プロセッサ４５は、補正テーブル４８ａを参照することで検出レベルの補正を行うので、逐次上記式に関する演算を行うことなく、速やかに補正後の検出レベルを得ることができる。この結果、車載機による１回のアップリンク情報の送信時間の間に、検出レベルの補正を行い、車両位置の特定を行うことができる。
【０１０４】
図１０は、受光部（ＰＤ）における受信強度と、補正前後の検出レベルとの関係の一例を示すグラフである。図中、横軸は受光部９における受信強度を示しており、縦軸は検出レベルを示している。
図中、破線で示している、受信強度と補正前の検出レベルとの関係は、指数関数に類似する関係にあり、受信強度の小さい範囲では、検出される検出レベルは、受信強度の増加に応じて緩やかに増加し、その後、ほぼ線形的に増加するように変化している。
これに対して、図中、実線で示している、受信強度と補正後の検出レベルとの関係は、概ね、原点を通過する線形関係に補正されている。
【０１０５】
図１１は、隣接関係にある一対の受光部の検出レベルが所定の比率ｍ１／ｍ２に設定された中間位置における、一方の受光部の受信強度に対する両受光部の検出レベルの比率変化の一例を示すグラフである。図中、横軸は一方の受光部の受信強度、縦軸は検出レベル及び両受光部の検出レベルの比率を示している。また、破線は、補正前の検出レベルに基づいたグラフ、実線は、補正後の検出レベルに基づいたグラフを示している。
図１１においては、一方の受光部の検出レベルと、他方の受光部の検出レベルとの比率が、１／５に設定されている場合を示している。
【０１０６】
補正前の検出レベルの場合、同一の位置であるにも関わらず（位置に変化がなくても）、受光部の受信強度の変化によって、両受光部の検出レベルの比率に変化が生じていることが判る。
一方、補正後の検出レベルの場合、両受光部の検出レベルの比率は、受光部の受信強度の変化に対して、ほとんど変化なくほぼ一定であり、両受光部の検出レベルの比率が１／５となっている。
【０１０７】
この結果から、受光部における受信信号の受信強度と、レベル検出回路４６が検出する検出レベルとが、原点を通過する線形の関係にあると、アップリンク情報の発光強度が、送信元である車載機２の能力や個体差等によってまちまちであったとしても、同一の位置でアップリンク情報を受信すれば、隣接関係にある一対の受光部の検出レベルの比率は、常にほぼ一定となることが判る。従って、プロセッサ４５は、検出レベルの比率に基づいた分割領域におけるアップリンク受信位置の特定を安定した精度で行うことができる。
【０１０８】
〔光ビーコンの効果〕
以上の通り、本実施形態の光ビーコン４は、車両進行方向に並ぶ複数の分割領域ＵＡ１〜ＵＡ４にそれぞれ対応する受光部９（ＰＤ１〜ＰＤ４）と、ＰＤ１〜ＰＤ４が車両からのアップリンク情報を受信したときの受信信号を取得し、当該受信信号の受信強度のレベルを検出するレベル検出回路４６と、ＰＤ１〜ＰＤ４における受信信号の受信強度と、レベル検出回路４６が検出する検出レベルとの関係が、受信強度の大小に関わらず当該受信強度及び検出レベルが共に０となる原点を通過する線形関係となるように検出レベルを補正する補正部５１と、ＰＤ１〜ＰＤ４の内、互いに隣接する分割領域に対応する一対の受光部それぞれがアップリンク情報を受信したときの補正後の検出レベルをそれぞれ取得し、これら補正後の検出レベルの比率に基づいて、アップリンク情報を受信したときの車両の位置を特定する位置特定部５０とを備えている。
【０１０９】
上記のように構成された光ビーコン４によれば、ＰＤ１〜ＰＤ４における受信信号の受信強度と、レベル検出回路４６における検出レベルとの関係が、受信強度の大小に関わらず当該受信強度及び検出レベルが共に０となる原点を通過する線形関係となるように検出レベルを補正する補正部５１を備えているので、レベル検出回路４６が受信信号の受信強度のレベルを検出する際の信号処理等によって、受光部における受信強度と、検出レベルとの間が線形の関係ではない状態となったとしても、受信強度と検出レベルとが線形関係となるように検出レベルを適切に補正することができる。この結果、検出レベルの比率に基づいた分割領域におけるアップリンク受信位置の特定を安定した精度で行うことができる。
【０１１０】
また、上記実施形態において、位置特定部５０は、隣接関係にある一対の受光部９それぞれの補正後の検出レベルの比率が所定の値となる各位置を予め把握しておくことで、アップリンク情報を受信したときの前記車両の位置を特定するので、アップリンク受信位置の特定を安定した精度で行うことができる。
【０１１１】
〔その他の変形例〕
今回開示した実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の権利範囲は、上記実施形態ではなく、特許請求の範囲と均等の範囲内でのすべての変更が含まれる。
例えば、上記実施形態では、アップリンク領域ＵＡを４つの分割領域ＵＡ１〜ＵＡ４で構成したが、アップリンク領域ＵＡを構成する分割領域ＵＡ１〜ＵＡ４の数（フォトダイオードＰＤ１〜ＰＤ４の数）は、２つ、３つ或いは５つ以上としてもよい。
【０１１２】
また、上記実施形態では、検出レベルの補正を補正部５１が行うといったようにプロセッサ４５の処理で実現する態様を示したが、検出レベルの補正を実行可能なハードウェアを備え、これを用いて補正を行う構成としてもよい。
【０１１３】
また、上記実施形態では、上流側と下流側の双方で他の分割領域に隣接する分割領域（分割領域の総数が４の場合は、ＵＡ２とＵＡ３）を細分する場合の細分数Ｎを「３」に設定しているが、Ｎ＝２であってもよいし、Ｎ≧４であってもよい。
更に、道程距離Ｌの終端となる下流端については、停止線４０のほか、信号機の設置位置や車両感知器の位置としてもよい。
【０１１４】
また、本実施形態における距離情報は、所定位置Ｐ０までの距離の値を直接格納する形式に限られず、所定位置Ｐ０までの距離を一意に決定しうる情報であれば、どのような形式であってもよい。
例えば、基準位置Ｐｒからその下流側の所定位置Ｐ０までの間に１又は複数のノードを設定し、これらのノードに応じた複数の距離値群によって距離情報を構成することもできる。すなわち、基準位置Ｐｒからその直近のノードまでの距離、各ノード間の距離、及び、所定位置Ｐ０直近のノードから所定位置Ｐ０までの距離によって距離情報を構成することができる。
【０１１５】
この場合、上記距離情報を受信した車両Ｃの車載コンピュータ２６は、各距離の合計値を求めることで、所定位置Ｐ０までの距離を認識することができる。
また、光ビーコン４が送信する情報は、距離そのものの値ではなく、当該距離の始点と終点との絶対位置（緯度・経度や宇宙空間上の任意の点を原点とする３次元空間の座標値等）を示す情報とすることができる。
【０１１６】
例えば、距離情報を、所定位置Ｐ０の座標と、位置特定部５０が特定したアップリンク受信位置Ｌ０〜Ｌ９の座標とで構成し、これらの座標（絶対位置でも相対位置でもよい。）に基づいて車載機２の距離認識部３０が自身で距離を算出してもよい。
この場合、車載機２側で所定位置Ｐ０の座標を記憶している場合には、光ビーコン４側からは、アップリンク受信位置Ｌ０〜Ｌ９のみを送信すれば足りる。
【符号の説明】
【０１１７】
２      車載機
４      光ビーコン
９      フォトダイオード（受光部）
３５      アップリンク情報
４５      プロセッサ
４６      レベル検出回路（レベル検出部）
４８      記憶装置
４８ａ    補正テーブル
５０      位置特定部
５１      補正部
Ａ      通信領域
Ｃ      車両
Ｒ      道路
ＵＡ    アップリンク領域
ＵＡｉ  アップリンク領域の分割領域
ＰＤｉ  分割領域に対応する受光部（フォトダイオード）
Ａｊ    細分エリア
ＵＯ    アップリンク光
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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